储氢用炭化钴材料及其制备方法和由该材料制备的储氢电极及电池技术

本发明专利技术公开了一种储氢用炭化钴材料及其制备方法和由该材料制备的储氢电极及电池，所述储氢用炭化钴材料由CoCX二元合金与La-Mg-Ni-基合金复合形成。根据本发明专利技术实施例的储氢用炭化钴材料，由于采用CoCX二元合金与La-Mg-Ni-基合金复合而成，结合了CoCX二元合金容易活化、循环性能好的特点和La-Mg-Ni-基合金复放氢温度低、抗腐蚀性能强的特点，复合形成的储氢用炭化钴材料能够可逆的吸放氢，使用该储氢材料制备的储氢电极在常温常压下组装的模拟电池具有极高的放电容量、动力性能、循环性能以及优越的抗腐蚀性能等优点。

Carbonized cobalt material for storing hydrogen and preparation method thereof, hydrogen storage electrode and battery prepared by the same

The invention discloses a carbonized cobalt material for storing hydrogen and a preparation method thereof and a hydrogen storage electrode and a battery prepared by the material. The carbonized cobalt material used for storing hydrogen is formed by combining CoCX two element alloy and La-Mg-Ni- base alloy. According to the embodiment of the invention, the hydrogen storage materials by carbonization of cobalt based alloy, due to the use of CoCX two alloy and La-Mg-Ni- composite, the characteristics of La-Mg-Ni- alloys and CoCX alloys with two yuan easy activation and good cycle performance of complex hydrogen at low temperature, corrosion resistance, hydrogen storage composite formed by to put hydrogen material co carbonization reversible, discharge capacity, cycle performance and dynamic performance, excellent corrosion resistance and other advantages of using simulated battery hydrogen hydrogen storage electrode material preparation assembly under normal temperature and pressure of the reservoir has high.

【技术实现步骤摘要】
储氢用炭化钴材料及其制备方法和由该材料制备的储氢电极及电池
本专利技术涉及材料
，更具体地，本专利技术涉及储氢用炭化钴材料及其制备方法和由该材料制备的储氢电极及电池。
技术介绍
近年来一系列新型的储氢材料引起人们的注意，这就是N1、Co化合物MX。例如，武汉大学杨汉西研究组用球磨法(机械合金化法)合成了 CoP，在300mA/g的大电流下放电，除最初的活化期外，自30周起其循环容量便保持在310mAh/g左右直到100周。采用化学还原法合成的CoB,首次放电容量达到了 600mAh/g以上,从第三周开始稳定在300mAh/g左右，100周循环以后，容量仍然保持在260mAh/g。NiB，CoB，CoP，CoSi等的相继制备，给我们打开了一个更宽阔的视野，因此，可以尝试制备一些该系列的新材料。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种吸放氢温度低、抗腐蚀性能强、容易活化、循环性能好的储氢用炭化钴材料。根据本专利技术实施例的储氢用炭化钴材料，由CoCx 二元合金与La-Mg-N1-基合金复合形成。根据本专利技术实施例的储氢用炭化钴材料，由于采用CoCx 二元合金与La-Mg-N1-基合金复合而成，结合了 CoCx 二元合金容易活化、循环性能好的特点和La-Mg-N1-基合金复放氢温度低、抗腐蚀性能强的特点，复合形成的储氢用炭化钴材料能够可逆的吸放氢，使用该储氢材料制备的储氢电极在常温常压下组装的模拟电池具有极高的放电容量、动力性能、循环性能以及优越的抗腐蚀性能等优点；制成成品电池可有不同用途，具有极大的应用和开发前景；并且本专利技术的制备工艺简单，安全性高。另外，根据本专利技术上述实施例的储氢用炭化钴材料，还可以具有如下附加的技术特征:根据本专利技术的一个实施例，所述La-Mg-N1-基合金的化学组成为La0.8Mg0 2Ni0.8^110.1Co0.5A10.j。根据本专利技术的一个实施例，所述储氢用炭化钴材料的化学组成如式(I )所示，CoCx- (Laa8Mga2Nia8MnaiCoa5Alai)Y (I)其中，X=l、2或3，且O ≤ Y≤ 0.9。本专利技术的另一个目的在于提出一种储氢用炭化钴材料的制备方法，包括以下步骤:a)分别称取CoCx 二元合金与La-Mg-N1-基合金粉末并混合，得到混合粉；b)在氩气气氛下机械球磨所述混合粉5~80小时，得到所述储氢材料。根据本专利技术的一个实施例，所述La-Mg-N1-基合金的化学组成为La0.8Mg0 2附0.8胞0.1Co0, 5-^10.1。根据本专利技术的一个实施例，所述储氢用炭化钴材料的化学组成如式(I )所示，CoCx- (Laa8Mga2Nia8MnaiCoa5Alai)Y (I)其中，X=l、2或3，且O ≤ Y≤ 0.9。本专利技术还提出了另一种储氢用炭化钴材料的制备方法，包括以下步骤:a)分别称取CoCx二元合金与La-Mg-N1-基合金粉末并混合，得到混合粉；b)将所述混合粉研磨后，在管式炉中在氩气气氛下烧结，得到所述所述储氢材料。根据本专利技术的一个实施例，所述步骤a)中，所述La-Mg-N1-基合金的化学组成为La0.8Mg0 2附0.8胞0.1Co0, 5-^10.1。根据本专利技术的一个实施例，所述储氢用炭化钴材料的化学组成如式(I )所示，CoCx- (Laa8Mga2Nia8MnaiCoa5Alai)Y (I)其中，X=l、2或3，且O ≤ Y≤ 0.9。根据本专利技术的一个实施例，所述步骤b)中，烧结温度为500~800°C。根据本专利技术的一个实施例，所述步骤b)中，烧结时间为5~25小时。本专利技术的再一个目的在于提出一种储氢电极，所述储氢电极由镍粉和根据上述实施例所述的储氢用炭化钴材料复合形成。根据本专利技术的一个实施例，所述镍粉与所述储氢用炭化钴材料的重量比为2~4:1o本专利技术的又一个目的在于提出一种电池，所述电池包括上述实施例所述的储氢电极。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。【附图说明】本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:图1是根据本专利技术一个实施例的储氢用炭化钴材料的制备方法的流程示意图；图2是根据本专利技术另一个实施例的储氢用炭化钴材料的制备方法的流程示意图；图3是根据本专利技术的储氢用炭化钴材料在不同球磨时间的循环放电容量示意图，其中A表示球磨时间为10小时的储氢用炭化钴材料，B表示球磨时间为20小时的储氢用炭化钴材料；图4是根据本专利技术的储氢用炭化钴材料球磨20小时的SHM图；图5是根据本专利技术的不同配比的储氢用炭化钴材料循环放电容量示意图，其中C表示Y为0.5的储氢用炭化钴材料；图6是根据本专利技术的储氢用炭化钴材料球磨20小时的循环伏安曲线图，其中C表示Y为0.5的储氢用炭化钴材料；图7是根据本专利技术的储氢用炭化钴材料球磨20小时的交流抗阻图，其中C表示Y为0.5的储氢用炭化钴材料。【具体实施方式】下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。首先，描述根据本专利技术实施例的储氢用炭化钴材料。根据本专利技术的储氢用炭化钴材料，由CoCx 二元合金与La-Mg-N1-基合金复合形成。 关于所述CoCx 二元合金，Co, C材料有很好的电化学性能，如C材料在碱液中耐腐蚀，且具有良好的导电性，Co材料对储氢性能有很好的帮助，可以将其包覆其他材料，改进被包覆材料的电化学性能。关于La-Mg-N1-基合金，其化学组成优选为 Laa8Mga2Nia8MnaiCoa5Alait5具体而言，所述储氢用炭化钴材料的化学组成优选如式(I )所示，CoCx- (Laa8Mga2Nia8MnaiCoa5Alai)Y (I)其中，X=l、2或3，且0 ≤ Y≤ 0.9。根据本专利技术实施例的储氢用炭化钴材料，吸放氢温度低、抗腐蚀性能强、容易活化、循环性能好，并且能够可逆的吸放氢，使用该储氢材料制备的储氢电极在常温常压下组装的模拟电池具有极高的放电容量、动力性能、循环性能以及优越的抗腐蚀性能等优点；制成成品电池可有不同用途，具有极大的应用和开发前景；并且本专利技术的制备工艺简单，安全性高。需要说明的是，根据本专利技术实施例的储氢用炭化钴材料的制备方法不受限制。下面，结合图1和图2描述根据本专利技术的储氢用炭化钴材料的2种优选的制备方法的流程。如图1所示，根据本专利技术的一个实施例，所述储氢用炭化钴材料的制备方法可以包括以下步骤:a)分别称取CoCx 二元合金与La-Mg-N1-基合金粉末并混合，得到混合粉；b)在氩气气氛下机械球磨所述混合粉5~80小时，得到所述储氢材料。由此，可以制得吸放氢温度低、抗腐蚀性能强、容易活化、循环性能好的储氢用炭化钴材料，并且制备方法简单，安全性高，适合推广使用。关于机械球磨的方法及设备没有特殊限制，只要能将所述混合粉在氩气气氛下球磨得到所述储氢材料即可，考虑到成本及设备可行性，优选地，所述球磨设备为球磨罐和球磨机，球磨的操作方法具体可以包括:将混合粉加入球磨罐中，拧紧球磨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种储氢用炭化钴材料，其特征在于，由CoCX二元合金与La?Mg?Ni?基合金复合形成。

【技术特征摘要】
1.一种储氢用炭化钴材料，其特征在于，由CoCx 二元合金与La-Mg-N1-基合金复合形成。2.根据权利要求1所述的储氢用炭化钴材料，其特征在于，所述La-Mg-N1-基合金的化学组成为 La0.8Mg0 2附0.8胞0.1Co0.5Α10.? ο3.根据权利要求2所述的储氢用炭化钴材料，其特征在于，所述储氢用炭化钴材料的化学组成如式(I )所示，CoCx- (Laa8Mga2Nia8MnaiCoa5Alai)Y (I) 其中，X=l、2或3，且O≤Y≤0.9。4.一种储氢电极，其特征在于，由镍粉和根据权利要求1-3任一项所述的储氢用炭化钴材料复合形成。5.根据权利要求4所述的储氢电极，其特征在于，所述镍粉与所述储氢用炭化钴材料的重量比为2~4:1。6.—种电池,其特征在于,包括权利要求4或5所述的储氢电极。7.一种储氢用炭化钴材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: a)分别称取CoCx二元合金与La-Mg-N1-基合金粉末并混合，得到混合粉； b)在氩气气氛下机械球磨所述混合粉5~80小时，得到所述储氢材料。8.根据权利要求7所述的储氢用炭化钴材料的制备方法，其特征在于，所述La-Mg-N1-基合金的化学组成为 Laa8Mga2Nia8MntllCoa5Alait59.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云云，
申请(专利权)人：北汽福田汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：